1．引言
變頻技術是應交流電機無極調速的需要而誕生的。隨著電力電子器件和微電子技術的不斷發展，20世紀70年代開始，脈寬調制變壓變頻(PWM-VVVF)調速研究引起了人們的高度重視。20世紀80年代作為變頻技術核心的PWM模式優化問題吸引著人們的濃厚興趣，并得到諸多優化模式，其中的鞍形PWM模式效果最佳。20世紀80年代后半期開始，美﹑日﹑德﹑英等發達國家的VVVF變頻器已經投入市場并廣泛應用。我國也在20世紀末，經過不斷探索有了自己的國產變頻器。其中深圳普傳﹑深圳安邦信﹑山東惠豐﹑成都佳靈等是早一批的生產廠家。經過多年的不斷改進完善，如今變頻器作為一種工業產品已經廣泛應用在各行各業，而變頻器的功能已不僅僅是簡單的調速、省電了，完善的功能不但簡化了控制系統，而且功能的實現更加方便，如變頻器內置的PID控制功能在恒壓供水系統上的應用就是其中典型一例。
2．系統組成
早期的恒壓供水系統一般是由PLC或單片機為主，加以復雜的控制設備得以實現。而隨著變頻器技術的不斷發展，功能的不斷完善，簡單的恒壓供水系統不再依賴PLC或單片機控制系統。而僅僅依靠變頻器的內置功能即可實現這一控制任務。利用變頻器的PID閉環控制功能，配以壓力傳感器作為反饋裝置，即可實現對電機速度控制。從而實現供水壓力的恒定。
變頻器我們選用安邦信公司生產的AMB-G7系列的通用型變頻器，該系列是適應多種工況的高品質、低噪聲、多功能通用變頻調速器。內置PID調節器，閉環控制系統結構簡單。壓力表我們選用YTZ-150電位器式遠程壓力表，安裝在水泵的出水管上，該壓力表適用于一般壓力表適用的工作環境場所，既可直觀測出壓力值，又可以輸出相應的電信號，輸出的電信號傳至遠端的變頻器。壓力表有紅、黃、藍三根引出線。
壓力表電氣技術參數：
電阻滿量程：400Ω（藍、紅）
零壓力起始電阻值：≤ 20Ω （黃、紅）
滿量程壓力上限電阻值：≤ 360Ω（黃、紅）
接線端外加電壓：≤ 6V（藍、紅）
恒壓供水專用變頻器在恒壓供水系統的應用
恒壓供水系統簡易接線圖
3．系統功能
以往的恒壓供水設備，往往采用帶有模入/模出的可編程控制器或PID調節器，PID算法編程難度大，設備成本高，調試困難。而采用帶有內置PID控制功能的變頻器作為恒壓供水設備的主控設備，降低了設備成本，提高了生產效率，節省了安裝調試時間。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確、不失值，還可對該信號設置濾波時間常數，對反饋信號進行換算，使系統的調試非常簡單、方便。
4．系統調試
4.1 PID控制的原理及變頻器的有關參數
PID控制器的比例P、積分I、微分D三部分的作用分別為：
比例P控制：調節量按誤差比例輸出，純比例P控制時，誤差不會 為零。
積分I控制：調節量按誤差的積分輸出，誤差為零時，輸出恒定。
微分D控制：調節量按誤差的微分輸出，誤差突變時，能及時控制。
PID控制：組合三者的優勢，獲得最佳的控制性能。
恒壓供水專用變頻器在恒壓供水系統的應用
PID的控制原理
恒壓供水專用變頻器在恒壓供水系統的應用
變頻器PID控制調試原理圖
PID控制的功能參數
當變頻器需以PID閉環方式運行時，F80功能代碼參數應設定為1，F80=1。
F81功能代碼參數為反饋量的顯示系數，使得顯示值與實際物理量單位值一致。
功能代碼F82∽F86為PID反饋量處理，使得PID調節器的反饋在0.00∽10.00之間。
F87功能代碼參數為PID控制的積分作用范圍，誤差超過此范圍，積分作用無效。
功能代碼F88∽F90為PID控制的調節參數，適當修改這些參數，可使閉環控制系統的性能最佳。
4.2 PID的調試
開環調試：
檢查接線無誤后，合上空氣開關和漏電開關，變頻器上電，數碼管顯示0.0，按JOG鍵，檢查水泵的轉向，若反向，改變電機相序。
按運行鍵RUN，運行指示燈亮（綠色），順時針方向旋轉鍵盤旋鈕，輸出頻率上升，觀察壓力表的壓力指示，同時用萬用表直流電壓檔測量變頻器端子VF和GND之間電壓值，隨著變頻器輸出頻率升高，壓力增加，VF和GND之間的反饋電壓上升，記錄下將要設定的恒定壓力（比如5公斤）對應的反饋電壓值（比如3.1V）。按停車鍵STOP，變頻器減速停車。
閉環變頻恒壓運行：
合上起停開關，變頻器運行指示燈亮，輸出頻率從0.0Hz開始，根據用水情況自動調節，保證出水口的壓力恒定為5KG。修改F84的參數設定值，可以相應增加或降低出水口的壓力。
由壓力傳感器反饋的水壓信號4—200mA或0—10V直接進入變頻器的A/D口，設置給定壓力值，PID參數值，使其工作在最佳狀態。由于水泵及供水管網在PID調節過程中常常出現變頻器報警或跳閘，這需要調節變頻器中的P和I參數，但如I參數調節不當會造成PID控制波動過大，無法達到控制要求。在調節過程中可根據現場實際情況逐步增加I參數值，從而達到軟化PID，減小變頻器閉環調節時的響應電流，排除變頻器報警。
恒壓供水專用變頻器在恒壓供水系統的應用
變頻器原理接線圖
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